Procesamiento, caracterización y ensayos biológicos de scaffolds poliméricos naturales y sintéticos para ingeniería de tejido óseo y cartilaginoso

Abstract

RESUMEN: La ingeniería de tejidos (IT) requiere estructuras de soporte (scaffolds) que son fabricadas con materiales que favorecen la migración, adhesión, proliferación e incluso la diferenciación celular y además poseen ciertas propiedades mecánicas, morfológicas y de biodegradabilidad. Se describe la fabricación de scaffolds basados en polímeros biodegradables sintéticos y naturales, ácido poli L-láctico (PLLA) y quitosano, optimizando las condiciones de secado por congelación (liofilización). Después de la evaluación de varias rutas de procesamiento, los resultados obtenidos muestran que la técnica es adecuada para la obtención de materiales con características apropiadas para su aplicación en IT, debido a su gran similitud morfológica con la matriz sólida del cartílago y el hueso trabecular. La evaluación de citotoxicidad e interacción células/scaffolds, mostró una alta biocompatibilidad y aceptable biofuncionalidad de los scaffolds fabricados. Los scaffolds de PLLA presentan mayor resistencia mecánica, mientras los de quitosano son más flexibles con una mayor biocompatibilidad.

ABSTRACT: Tissue engineering (TE) practice requires supporting structures (scaffolds), which are made of materials that must help cells to improve their migration, adhesion, proliferation and even differentiation, besides having very specific mechanical, morphological and biodegradable properties. It is described how the scaffolds were fabricated using synthetic and natural biodegradable polymers, poly L-lactic acid (PLLA) and chitosan, as well as hybrids of these components, through optimization of freeze-drying (lyophilization) technique. After evaluation of several processing routes, the results have shown that freeze-drying technique is suitable for obtaining materials with appropriate chemical and morphological characteristics for TE applications. This technique allowed obtaining scaffolds for cartilage and bone TE thanks to their similitude to tissues solid matrix. Citotoxicity assays and cells/scaffolds interactions indicated that obtained scaffolds are highly biocompatible with a suitable biofunctionality. PLLA scaffolds exhibited a higher mechanical strength, whilst chitosan ones were more compliant with a higher biocompatibility.